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膜厚控制仪

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  • 【分享】美以蔗糖为原料制造石墨烯 可以控制石墨烯厚度

    美国科学家使用普通的蔗糖制造出了纯净的石墨烯,用这种石墨烯可以研制出更轻、更快、更廉价、更紧实柔韧的计算机电子设备,可广泛运用于军用飞机和医疗领域。  美国莱斯大学化学教授詹姆斯·图尔领导的科研小组首先将少量的蔗糖放置在一薄层铜箔上,然后在加热和低压下让这些蔗糖接触流动的氢气和氩气。10分钟后,这些蔗糖缩减成纯净的单层石墨烯,调整气体的流动可控制石墨烯薄膜的厚度。  该研究团队的这种一步式低温处理方法不仅相对简单而且可控,不需要使用更难处理的化学气相沉积法以及其他需要高温的方法,使制造石墨烯变得更加容易。图尔解释道,在传统化学气相沉积法中,科学家需要持续使用气体(甲烷或乙烷)来调整石墨烯的生长环境和掺杂物质以让石墨烯的质量达到最优,但新方法使用了不同的碳原料,因此,可以更好地控制石墨烯中掺杂的物质和石墨烯的厚度。  美国空军科学研究处(AFOSR)的项目主管查尔斯·李表示,图尔正在探索的新化学方法,可以生产出高质量的碳基纳米结构,如碳纳米管和具有特定属性的石墨烯等。而掺杂了其他物质的石墨烯对空军和其他商业电子产品都非常有用。纯净的石墨烯缺乏能带隙,这使它难于用作数字器件。但掺杂了其他物质的石墨烯可以操控电子设备和光学设备的性能,这对于制造开关设备和逻辑设备来说非常重要。  新石墨烯材料在其他商业和医疗领域运用也极富潜力。科学家可以用其研制透明的触摸屏设备、创伤性脑损伤手术中使用的特殊生物相容型薄膜、个人电脑中更快捷的晶体管或太阳能捕获设备中的纤薄材料等。(科技日报)

  • 电子流量控制装置的控制模式

    在上一节的内容中,我们介绍了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]使用的电子流量控制装置的组成和简单原理。对于仪器的气路控制系统而言,使用机械阀进行流量/压力控制的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]器,其使用的控制阀的类型主要是稳流阀、稳压阀、背压阀和针型阀等;对于电子流量控制装置而言,并没有与上述几种机械阀一一对应的结构,可以近似的说是利用同一套部件组成的装置采用不同的控制方式/算法而分别实现各种机械阀的功能。我们将电子流量控制装置分别实现各种机械阀的功能的过程称之为电子流量控制装置的不同的控制模式。本节中将介绍电子流量控制装置常见的控制模式。本篇为《从气源到检测器》专题的第23篇,为《电子流量控制与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]》系列的第2篇。1 概述电子流量控制装置一般包括气路部件、比例阀、压力传感器/流量传感器和辅助部件以及控制电路。以单气路通道的结构为例,见下图:[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/7b/91/97b91fc3c4cba5c6c10c77f71cfa877e.png[/img]2 电子流量控制装置常见的控制模式电子流量控制装置常见的控制模式主要包括三种,即流量模式、压力模式和背压模式,可以简单地对应稳流阀、稳压阀和背压阀。2.1 流量模式流量模式可以简单地认为是采用 流量传感器-控制电路-比例阀 来进行流量调节和控制的模式。通过比较仪器流量设定值和流量传感器的测定值来调节比例阀开度的大小,从而使实际流量达到设定值。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/58/ad/c58ad91f72c9b9274cba998de8ed6d95.png[/img]流量模式的控制类似于稳流阀(请注意是类似但不等同),可以保证出口的流量在出口之后阻力发生变化情况下保持稳定。填充柱进样口的载气控制一般使用流量控制模式;另外,一些厂家检测器的氢气、空气和尾吹气也是用流量控制模式,简单的示意图如下(没有安装压力传感器):[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/56/ff/956ffb3ec7784d65bf857e77728c56a4.png[/img]当然,流量模式并不只是恒定流量模式;也可以实现程序流量模式,见下图:[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/2a/66/92a66118e06b902e02e9b1b54718f1d8.png[/img]通过仪器设置,可以设定仪器的初始流量,最终流量和变化速率等。2.2 压力模式压力模式可以简单地认为是采用 压力传感器-控制电路-比例阀 来进行压力调节和控制的模式。通过比较仪器压力设定值和压力传感器的测定值来调节比例阀开度的大小,从而使实际压力达到设定值。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/2a/8d/02a8d7b2816440648820a2f35fb572d5.png[/img]压力模式的控制类似于稳压阀(请注意是类似但不等同),可以保证出口的压力在出口之后阻力发生变化情况下保持稳定。[color=#ff4c00]需要特别说明的是[/color],使用压力控制模式,如果要保证出口处压力控制稳定,出口之后应当安装有气阻或者起到气阻作用的色谱柱等以形成压降填充柱进样口的载气控制也可以使用压力控制模式;另外,一些厂家检测器的氢气、空气和尾吹气也是用压力控制模式,简单的示意图如下(没有安装流量传感器,请注意图中气阻的位置和作用):[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/ac/74/cac743d48184d1389f5d0d850ea93fd9.png[/img]同样,压力模式并不只是恒定压力模式;也可以实现程序压力模式,见下图:[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/d4/60/bd460ab2ae094167ec51a6e9900b1f4f.png[/img]通过仪器设置,可以设定仪器的初始压力,最终压力和变化速率等。2.3 背压模式背压模式和压力模式类似,可以简单地认为是采用 压力传感器-控制电路-比例阀 来进行压力调节和控制的模式。通过比较仪器压力设定值和压力传感器的测定值来调节比例阀开度的大小,从而使实际压力达到设定值。区别在于背压模式比例阀在压力传感器之后,压力模式比例阀在压力传感器之前。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/d3/7f/6d37f6454b1185a463e42057d8e04ed7.png[/img]背压模式的控制类似于背压阀(请注意是类似但不等同),可以保证比例阀前的压力在入口压力发生变化情况下保持稳定。背压模式可以用于毛细柱进样口柱前压的调节、阀进样时样品源的稳压控制等。可以参考下图的应用:[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/7a/33/37a336a54df9a1c56eb8ce2a3f9ab4fd.png[/img]上图所示,描述了六通阀在进样时候使用电子流量装置的背压模式,保证样品源压力波动时,气体采样阀可以在稳定压力下进样,从而提高了样品量的重现性。以上是本节的全部内容,对于电子流量控制装置常见的三种控制模式——流量模式、压力模式和背压模式而言,多数情况下只使用其中的一种模式,如填充柱进样口的流量和压力控制,检测器的燃气(氢气)、助燃气(空气)和尾吹气(氮气)的流量和控制。对于毛细柱进样口的流量和压力控制则较为复杂一些,是多种模式结合在一起。我们将在后续的文章中进行介绍,敬请关注

  • 气相色谱仪流量控制原理与维护 —— 压力控制模式与流量控制模式

    气相色谱仪流量控制原理与维护 —— 压力控制模式与流量控制模式

    [align=center][font='Times New Roman'][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]流量控制原理与维护[/font] [font=Times New Roman]—— [/font][/font][font=宋体]压力控制模式与流量控制模式[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]系统的载气和辅助气体所采用的流量控制方式主要分为压力控制和流量控制模式(线速度控制模式可以认为是一种特殊的流量控制模式,线速度本质上与色谱柱流量相同),在色谱分析系统的具体应用场合中各自有其优势,下文对两种控制方式的特点予以说明。[/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][align=center][font=宋体]恒压力控制模式[/font][/align][font=宋体][font=宋体]压力控制模式或称之为恒压控制模式,即在整个分析过程中保持供气压力不变,常用于进样口载气控制,如图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]所示。[/font][/font][align=center][img=,286,187]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091740208012_3978_1604036_3.jpg!w690x450.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]1 [/font][font=宋体]恒压控制方式的进样口结构[/font][/font][/align][font=宋体]通常情况下,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]系统使用恒压阀或者电子压力传感器用以实现恒压力控制模式,进样口系统采用开环方式进行控制,系统惯性较小。[/font][font=宋体]当色谱工作者进行液体进样时,由于样品受热发生瞬间气化,样品体积迅速增加,可能会影响进样口压力(流量)的稳定;采用气体进样(包括阀进样、热解析进样、顶空进样等进样器)时,由于进样过程中载气流路发生较短时间的阻断,也可能会影响进样口压力(流量)的稳定。可能会干扰色谱图基线,造成色谱分析重复性问题或者产生定量问题。[/font][font=宋体]进样口采用恒压模式控制时,由于进样导致的压力(流量)扰动发生之后,再次恢复原始状态所需的平衡时间较短,并且压力(流量)扰动的程度也比较弱。但是如果进样口发生轻微漏气,由于系统开环控制的原因,进样口不能自动识别轻微漏气问题。此时[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]系统的分流比将变化,色谱分析灵敏度降低,长期工作下,由于空气的渗入色谱柱可能发生损坏。[/font][font=宋体]即使采用电子流量控制器(可以自动识别程度较严重的进样口漏气),在一定的泄漏程度范围之内,也同样存在此问题。[/font][align=center][font=宋体]进样阀导致气路的瞬间阻断[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][font=宋体][font=宋体]气体进样经常采用六通阀进行,六通阀有带有三个刻槽转子和带有气路通孔的定子组成,以平面型六通阀为例,其结构如图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]所示,[/font][/font][align=center][img=,195,127]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091740300223_2270_1604036_3.jpg!w690x450.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2 [/font][font=宋体]六通阀结构[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]六通阀一般工作于[/font][font=Times New Roman]Load[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]inject[/font][font=宋体]两个状态其工作位置,如图[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]所示。在两个位置下,载气都可以畅通的流过阀系统。[/font][/font][align=center][img=,296,112]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091740396160_8660_1604036_3.jpg!w690x260.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]3 [/font][font=宋体]六通阀的工作状态[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]六通阀的转子旋转[/font][font=Times New Roman]60[/font][font=宋体]°,完成位置的转换(一般情况下即完成进样),但是需要注意转子旋转需要一定的时间,在转子旋转过程中的某些时间范围内,气路发生阻断现象,如图[/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体]所示。例如转子旋转[/font][font=Times New Roman]30[/font][font=宋体]°时,载气在进样阀之前积累,气路压力升高,当转子旋转到[/font][font=Times New Roman]60[/font][font=宋体]°之后,较高的压力通过阀通道进入进样口,造成压力扰动。[/font][/font][align=center][img=,189,101]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091740464564_753_1604036_3.jpg!w690x369.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]4 [/font][font=宋体]气路阻断状态[/font][/font][/align][align=center][font=宋体]恒流量控制模式[/font][/align][font=宋体][font=宋体]通常情况下,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]系统使用恒流阀阀或者电子压力传感器用以实现恒流量控制模式,进样口系统采用闭环方式进行控制,系统惯性较大,进样口流量结构如图[/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体]所示。[/font][/font][align=center][img=,417,236]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091740530012_9952_1604036_3.jpg!w690x390.jpg[/img][font=Calibri] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Calibri]5 [/font][font=宋体]恒流方式的进样口结构图[/font][/font][/align][font=宋体]采用恒流量方式控制的进样口(填充柱进样口较为常见),流量控制惯性相对较大,流量调节速度较慢。如果进样口发生微漏问题时,某些情况下(例如采用填充柱的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分析系统)会导致进样口压力的变化,从而影响色谱峰的保留时间,使得色谱工作者可以及时发现故障并进行处理。[/font][font=宋体][font=宋体]某些型号的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]也支持进样口的恒线速度控制方式,该方式可以认为是特殊的流量控制方式[/font][font=宋体]——本质上讲线速度和柱流量是相同的概念。但是恒线速度方式,不可以通过机械阀实现,只可以通过电子流量控制器的压力程序来实现。[/font][/font][font=宋体]线速度可以认为是色谱柱平均流速的表示方法,采用线速度控制方式更加容易使分析条件符合范德蒙特方式曲线,容易实现稳定和高效的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分析,获得较短的分析时间和较高的理论塔板数。使用较宽温度范围程序升温的分析条件时,建议选择恒线速度方式控制进样口流量。[/font][font=宋体]安装有电子流量控制器的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url],可以通过计算和调节进样口压力程序的方法,实现进样口的恒压力、恒流量或恒线速度控制。[/font][align=center][font=宋体]阀系统控制恒压与恒流的区别[/font][/align][font=宋体][font=宋体]某些复杂的分析场合下,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]会安装有较多进样和切换阀,用来实现进样和色谱柱的选择调控。阀系统的重要特点是色谱系统阻尼的时变和瞬变[/font][font=宋体]——在色谱分析过程中,色谱系统的阻尼(一般来自色谱柱)会发生随时间的缓慢变化和切换时间点上的阻尼瞬间变化。安装有阀的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]系统,经常会观察到“不稳定”的基线,例如在某个确定的时间点上,会发生确定的基线跳跃、尖刺、负峰等信号。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]色谱系统在恒压工作模式下,系统流量在阀切换之后恢复速度较快。但是需要做阻尼匹配,如图[/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体]所示。例如某系统中使用图[/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体]所示的色谱柱选择阀,阀发生切换动作是,色谱柱[/font][font=Times New Roman]C[/font][font=宋体]或者阻尼[/font][font=Times New Roman]R[/font][font=宋体]将会被连接入色谱分析系统,色谱系统的阻尼将发生瞬间的变化。如果色谱柱[/font][font=Times New Roman]C[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]R[/font][font=宋体]的阻尼差异较大,那么系统出口的流速变化也会较大,那么最终会导致基线水平的变化,最终影响色谱定量,严重情况下会导致[/font][font=Times New Roman]FID[/font][font=宋体]检测器熄灭。[/font][/font][font=宋体]阻尼匹配一般使用阻尼柱或阻尼管(细内径管路)或者针型阀,需要实验确认良好的阻尼匹配,最终获得状态良好的基线,同时系统流量恢复的时间也更短。[/font][font=宋体][font=宋体]色谱系统在恒流工作模式下,系统流量在阀切换之后恢复速度较慢,基线扰动的幅度较大,扰动的时间长度较长,但是可以省略阻尼,即图[/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体]中的阻尼柱可以用空管路代替,降低色谱系统成本。[/font][/font][align=center][img=,350,175]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211091741006422_7415_1604036_3.jpg!w690x345.jpg[/img][font=宋体] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]图[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]6[/font][/font][font='Times New Roman'] [/font][font=宋体]阻尼匹配[/font][/align][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]简单说明色谱系统的进样口和阀系统使用恒压力和恒流量控制模式的特性。[/font]

  • 电池隔膜的质量控制方法

    随着信息、材料和能源技术的进步,锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、无记忆效应、安全可靠以及能快速充放电等优点而成为新型电源技术研究的热点。电池隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,在电池中起着防止正、负极短路,同时在充放电过程中提供离子运输通道的作用。其性能的优劣决定了电池的界面结构内阻,进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性。Labthink兰光接下来结合透气性测试仪、智能电子拉力试验机、测厚仪及热缩试验仪对电池隔膜的透气性能、耐穿刺性能、拉伸强度、厚度及热收缩性能检测进行简要的介绍。一、电池隔膜透气性能电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜,其主要作用有:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过;让电解质液中的离子在正负极间自由通过。隔膜的存在首先要满足它不能恶化电池的电化学性能,主要表现在内阻上。通常内阻的大小通过其透气率来表征,或者称之为Gurley数,即一定体积的气体,在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间。对于相同的电池隔膜,这个数值从一定意义上来讲,和用此隔膜装配的电池的内阻成正比,即该数值越大,则内阻越大。Labthink兰光的BTY-B1P透气性测试仪,采用计算机控制,三测试腔设计,压力差可调,人机交互友好,测试效率高,可满足各种客户对于电池隔膜透气性测试的要求。二、电池隔膜耐穿刺性能及拉伸强度锂电池在使用过程中电池内部会逐渐形成枝状晶体,有可能刺破隔膜,造成内部微短路。在制造过程中由于电极表面涂覆不够平整、电极边缘有毛刺等情况,以及装配过程中工艺水平有限等因素,都要求电池隔膜具有相当的穿刺强度。另外,电池隔膜的拉伸强度也是影响其应用的一个重要因素,如果隔膜在使用过程中破裂,就会发生短路,降低成品率。Labthink兰光的XLW(PC)智能电子拉力试验机,该机具备拉伸强度与变形率、剥离强度,热合强度,撕裂等7项测试功能,并且这些功能均采用菜单式界面,选择相应检测功能,即可执行标准规定的检测。配合专用的测试夹具,还可以对电池隔膜进行刺破性能测试,是目前行业中最为专业的仪器。三、电池隔膜厚度电池隔膜的厚度是否均匀是检测其各项性能的基础。厚度不均匀,会影响到透气率、拉伸强度等性能,对厚度实施高精度控制也是确保质量与控制成本的重要手段。Labthink兰光的CHY-CA测厚仪,采用目前世界测量领域最先进的技术成果,确保测量结果的高精确性,多次测量结果的高度一致性;并且操作调试极其方便,几近于自动化操作,最大限度地减少了人为因素对测量结果带来的影响。该仪器具有手动、自动两种测量模式,对于手动模式测量,可打印输出测量结果;对于自动模式测量,可按照预先设置好的次数自动测试,并对测量结果进行统计、分析、打印输出;接触面积、测量压力、移动速度等严格遵循相关标准的规定。四、电池隔膜热收缩性在电池生产过程中由于电解液对水分非常敏感,大多数厂家会在注液前进行85℃左右的烘烤,要求在这个温度下电池隔膜的尺寸也应该稳定,否则会造成电池在烘烤时,隔膜收缩过大,极片外露造成短路。Labthink兰光的RSY-R2热缩试验仪,采用微电脑控制,PID温度控制,液体加热介质,温度控制精确,受热均匀,用于电池隔膜、热缩管、背板等材料在多种温度下进行热收缩性能及尺寸稳定性的精准测试。当然确保了电池隔膜的透气性能、耐穿刺性能、热收缩性能等指标合格后,还需要对其他的一些指标如浸润度、化学稳定性、孔径及分布、闭孔温度、破膜温度、孔隙率等进行控制,以确保其使用适应性。 以上资料由济南Ulab优班检测提供更多资料www.ulab.cn

  • 【讨论】石墨炉测铅,消化后,酸度控制在多少为合适

    [color=#013add][size=4] 之前拿GBW10016茶叶试了一下,称样0.3g,5ml硝酸+4ml双氧水,微波消解,不赶酸,直接定容至25ml,估计硝酸的浓度在10%-20%之间。 然后石墨炉上机测试,线性0-40ppb,配置50ppb标液用了2%硝酸定容。测试结果只有一半(标准值为1.5+-0.2mg/kg,测试得到大概为0.7-0.8mg/kg)。 后来我知道问题出在标液上,于是拿10%的硝酸去配标液,测试结果,标线的灵敏度下降了,从而测试结果就上升了,大概为1.3mg/kg,在标准值范围之内。 不知道各位有没有碰到这样的情况,酸度改变一下差这么多,那是不是样品的酸度一定要控制在某个范围之内?还是只要标线的酸度跟样品配的差不多就行??[/size][/color]

  • 自动上料控制器 自动打磨控制器

    自动上料控制器 自动打磨控制器

    自动上料控制器 / 自动打磨控制器产品外形小巧,功能简单实用,参数设置少,无需繁琐操作。该表由杭州双星普天 开发设计,功能支持 定制!一、基本工作原理:监控主电机的电流,当主电机负载电流过大时,控制器输出断开信号,停止副电机工作,随着主电机处理物料的减少,主电机电流降低,控制器开启副电机工作,以此循环。二、基本参数1、供电:220V AC / 24V DC 可选2、输出:单继电器输出,触点容量 250V 3A3、采样方式:采用电流互感器 隔离采样4、量程: 10A / 50A /100A5、安装方式:面板安装 / 导轨安装 可选三、操作方式常规设置内容:报警下限电流值报警下限输出延时报警上限电流值报警上限输出延时设置方法:1、对于已知动作电流的用户,可以进入设置模式后修改设置内容2、该电流表支持快速设置模式,无需进入设置状态,通过简单的按键即可完成动作电流的设置。对于不知道电流大小 或者 需要频繁快速修改设定值的用户特别方便。四、互感器(销售时含)与该表配合使用的互感器有多种,出厂时根据用户测量电流范围选配,无需用户关注。用户只需关注 被检测线的直径,线鼻子是否顺利穿线等问题。与该表配合的常规互感器 穿心孔直径有 26mm / 11mm / 6mm 供选择。如有特别要求,比如钳形口互感器等,采购时需咨询。五、质保自采购之日起,在正常使用情况下,一年内出现质量问题,免费更换。无限期保修http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507480_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507481_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407221106_507477_2909512_3.jpg

  • 【讨论】sys控制器,remote和local控制

    是不是sys控制就是用工作站来控制仪器,remote是系统控制的一种具体形式,而local控制时仪器自身的控制即仪器前置面板的控制?不知这样说对不对?

  • 高精度级联控制器在印刷和喷绘设备油墨流量和压力控制中的应用

    高精度级联控制器在印刷和喷绘设备油墨流量和压力控制中的应用

    [size=16px][color=#339999][b]摘要:针对现有技术在印刷或喷绘设备中油墨流量控制不准确,使得油墨粘稠度产生异常造成批量性质量方面的问题,本文提出了相应的串级控制解决方案,即通过双回路形式同时控制油墨的流量和压力。本解决方案不仅可以保证油墨最终流量的控制精度和避免出现质量问题,同时还采用了专门的PID串级控制器,代替传统的PLC控制器且无需再进行编程工作。[/b][/color][/size][align=center][size=16px] [img=高精度级联控制器在印刷和喷绘设备油墨流量控制中的应用,550,300]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161500376435_5330_3221506_3.jpg!w690x377.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 油墨是用于印刷的重要材料,它通过印刷或喷绘将图案、文字呈现在承印物上。油墨中的主要成分和辅助成分主要由连结料(树脂)、颜料、填料、助剂和溶剂等组成,它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。油墨具有一定的粘稠度,当油墨在管道内输送时,如果流量发生改变或发生其他意外情况,就会导致油墨的粘稠度发生改变,很容易造成批量性的不良品发生。由此可见,油墨流量的精密和稳定控制是印刷和喷绘设备中的核心技术之一。[/size][size=16px] 针对油墨流量精密控制需求,特别是根据客户的要求以及现有技术的不足,希望可以进行技术升级以预防因油路,气路,或者油墨粘度异常造成批量性的问题。为此,为了具体解决油墨流量控制不准确使得油墨粘稠度产生异常造成批量性质量问题,本文提出了相应的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案基于流量和压力串级控制原理,即对油墨流量和油墨压力同时进行调整,由此实现高精度的油墨流量控制。解决方案的结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.油墨流量和压力精密控制系统结构示意图,690,312]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161502292249_6607_3221506_3.jpg!w690x312.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 油墨流量串级控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示,解决方案的油墨流量控制系统由压力控制和流量控制两个闭环控制回路构成,这两个控制回路详述如下:[/size][size=16px] (1)压力控制回路:压力控制回路由电气比例阀独立构成,其内部包括压力传感器、调节阀和控制器。压力控制回路的作用是对高压气源压力进行自动减压,并快速恒定控制在压力设定值上。压力控制回路作为串级控制(或双闭环控制)的辅助控制回路(内部闭环回路),主要用来控制加载在油墨桶上的压力,以便快速调节和控制油墨桶的油墨输出流量。[/size][size=16px] (2)流量控制回路:流量控制回路由流量计、串级控制器和压力控制回路构成。在控制过程中,串级控制器检测流量计输出信号并与设定值比较,然后驱动压力控制回路使油墨输出流量稳定在设定流量值上。流量控制回路作为串级控制(或双闭环控制)的主控制回路(外部闭环回路),主要用来检测油墨桶的输出流量并给压力控制回路输出控制设定值。[/size][size=16px] 通过上述两个控制回路的串联最终构成串级控制(级联控制或双闭环)回路,即流量控制回路的输出作为压力控制回路的输入,压力控制回路作为最终流量控制回路的执行机构。[/size][size=16px] 另外需要说明的是,图1只是给出了双闭环控制回路的结构示意图,在具体实施过程中还需根据流量控制精度、耐压范围和油墨喷嘴孔径等工艺参数进行相应的配套器件选择,在此方案中使用了超高精度的PID串级控制器,具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比,这样基本就可以满足绝大多数油墨流量控制精度的要求。[/size][size=16px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文所述的串级控制系统,通过PID串级控制器、电气比例阀、压力传感器和高精密流量计等元件,通过流量控制和压力控制的双闭环控制形式,实现了设定流量和实际流量自动精密控制。由此可预防因油路、气路或者油墨粘度异常造成批量性的不良发生。[/size][size=16px] 本解决方案的特色之一是采用专门的PID串级控制器来代替一般控制中所用的PLC控制装置,通过串级控制器的配套软件可方便进行流量控制,无需再对PLC控制装置进行编程的繁复操作。[/size][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]

  • 如何控制好复合土工膜施工质量的关键性要素

    施工质量控制要点主要体现在三个方面:进场原材料质量控制、施工过程控制、施工完质量检测。土工合成材料工程协会会员单位,主营各种规格土工膜、土工布、复合土工膜、膨润土防水毯等。  针对于2013年复合土工膜施工质量控制要点,以下进行具体总结分析:  1.原材料质量控制  进场的土工膜必须有厂家提供的合格证书、性能及特性指标和使用说明书。复合土工膜外观上不允许有针眼、疵点和厚薄不均现象;土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或者退化变质等材料。在运输过程中和运抵工地后应妥善保存,避免日晒,尽量减少装卸次数。  2.施工过程控制  主要是加强土工膜焊缝质量检测,检测方法有目测法和现场检漏。  (1)目测法:复合土工膜焊接好后,观察有无漏接,接缝是否烫损,有无褶皱,是否拼接均匀等。  (2)现场检漏,采用充气法对全部焊缝进行检测,焊缝为双条,两条之间留有约10cm的空腔,将待测段两端封死,插入气针,充气至0.05MPa~0.20MPa,静观0.5min,观察真空表,如气压无下降,表明不漏,焊缝合格,否则要查找原因及时修补。  3.施工完质量检测  施工完质量检测主要是抽样检测,施工中每1000m2取一试件,做拉伸强度试验,要求强度不低于母材的90%,且试样断裂不得在接缝处,否则接缝质量不合格。整个工程共使用复合土工膜461100m2左右,现场共抽取焊缝试样461组,作拉伸强度试验,经检测合格率100%,焊缝质量合格。

  • 填充柱进样口的气路控制模式

    1 填充柱进样口的基本结构填充柱进样口的结构相对简单,对于填充柱进样口而言,载气一般从进样器的侧面进入内部,在适配器与壳体之间进行预热;然后载气从适配器的顶部进入适配器内部,将样品带入填充柱。[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/dcb153df128bf46d502eb97e0e5c387c.jpeg[/img]2 填充柱的基本控制模式由上图,多数的填充柱进样口只有一路载气进入,然后载气通过色谱柱,最终从检测器流出。常见的填充柱进样口多采用稳压阀+稳流阀的模式进行气体流量控制。简单的示意图如下:[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/12bd606e9e7952c6c783a919d0b4a9af.png[/img]稳压阀用于稳定和调节输入仪器之后的气体压力;稳压阀后的压力表则显示输入压力的大小,输入压力的大小可以通过稳压阀来调节。一些仪器中稳压阀在出厂前调好,其后不再安装压力表。稳流阀则用于调节通过色谱柱的载气流量;稳流阀后的压力表则显示色谱柱的柱前压,柱前压的大小可以通过稳流阀来调节。在恒温条件下,柱前压和色谱柱流量是正相关对应;在程序升温条件下,随着色谱柱温度的升高,色谱柱的柱前压升高,但是流量保持不变。3 简化版的填充柱控制模式以上连接方式为多数厂家使用的填充柱进样口的流量/压力控制方式。也有一些厂家出于各种各样的原因采用其他模式来进行流量/压力控制,常见的有两种:3.1 只使用稳压阀的模式一部分厂家设计的填充柱气路,秉承填充柱只能使用恒温分析的思路,只使用稳压阀来控制流量/压力,这种情况下,在恒温分析时可以保持色谱柱流量不变,在柱箱升温时,柱前压保持不变,色谱柱流量降低。[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/968c8431251ea8c3f2634b3c8441bd09.png[/img]该种模式下通过调节稳压阀来控制色谱柱柱前压;需要注意的是,如果仪器中还有其他载气气路(如尾吹气),则需要连接在图示中的稳压阀之前,并且应当在连接处之前具有额外的稳压装置(稳压阀)。3.2 只使用稳流阀的模式部分厂家的填充柱进样口的仪器内部气路中只有稳流阀,见下图:[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/b4c0f7f5a6a3c8fd87a58678dbf33bf4.png[/img]稳流阀在工作时候,为了保证其流量稳定,需要在其前安装稳压阀。部分厂家采用上图模式的原因在于要求钢瓶采用双级减压阀,用钢瓶的双级减压阀代替仪器本身的稳压阀——本质上还是稳压阀+稳流阀模式。该种模式可以参见下图气路图:[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/4af6fdfcf7450ff73c83a12b9ac865f1.png[/img]4 带隔垫吹扫的填充柱进样口目前市面上存在带隔垫吹扫的填充柱进样口,其流路仍然是采用稳压阀+稳流阀的模式,主要改变是增加了针型阀来控制隔垫吹扫的流量。4.1 带隔垫吹扫的填充柱进样口的基本结构带隔垫吹扫的填充柱进样口的基本结构见下图:[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/8ceb758361d1a79e554df8cc4dde2c27.jpeg[/img]4.2 带隔垫吹扫的填充柱进样口的气路控制如下图,在隔垫吹扫出口安装针型阀控制隔垫吹扫流量。[img]https://img.antpedia.com/cache/wxarticle/171ed6b57e534b03f97228f2ec583d51.png[/img]该种控制模式下:在恒温条件,柱前压保持稳定,柱流量和隔垫吹扫流量不会发生变化;在升温条件,柱前压升高,总流量(经过稳流阀的流量)不变,隔垫吹扫流量会增大,柱流量会有些许的变化。当然,如果填充柱进样口采用了本文中3.1的模式——柱前压采用稳压阀控制的话,如果在隔垫吹扫出口安装针型阀控制隔垫吹扫流量,那么:在恒温条件,柱前压保持稳定,柱流量和隔垫吹扫流量不会发生变化;在升温条件,柱前压不变,总流量(经过稳压阀的流量)变小,隔垫吹扫流量不变,柱流量会变小。以上是填充柱进样口的气路控制模式的全部内容。填充柱进样口气路简单,常见的控制模式采用稳压阀+稳流阀的方式,了解控制模式中各个部件的作用,可以熟练地的对填充柱的色谱条件进行调节和设定

  • 摩擦磨损试验机的控制系统

    摩擦磨损试验机的控制系统是连接试验人员与设备主机之间的纽带,用于对试验的进行控制与数据的显示,今天介绍的控制系统是济南凯锐公司自主研发,其不仅操作简单,而且功能齐全,还可以根据客户的需要量身定做。另外像电子万能试验机和液压万能试验机的控制系统其功能跟该系列产品大体也类似,具体看参照其他相关文章。1.摩擦磨损试验机的控制系统依托于windows控制系统,一切功能的实现都是在此基础上进行的,其全部内容所占空间也不过几百兆。控制系统相比较电脑系统来说,升级更容易,也更好操作。2.系统实现了分级别管理,控制系统的全部数据对于高权限的操作来说是完全公开的,不仅包括试验操作部分还包括设备的检定标定等功能。而对于普通的使用者来说也能对完全满足试验进行操作,即常规的试验操作部分。这样就保证系统的安全性,避免了因其他人对系统的操作造成系统的紊乱。3.控制系统具有完善的功能模块,有菜单栏,数据显示区(试验力显示区、摩擦力显示区、时间控制区、转速显示区、温度显示区、报警提示),曲线显示区(试验力-时间、摩擦力-时间-摩擦系数、摩擦系数-时间、转速-时间、温度-时间、摩擦力矩-时间),试验控制部分等思达部分组成。每个部分所能实现的功能还有很多,这里不一一介绍,详情可咨询凯锐的其他相关资料。4.该控制系统支持各种品牌商业用打印机,类似于三星、联想、爱普生等,兼容性高。5.操作功能不仅包括自动操作还可以进行手动操作,手动操作弥补了自动操作的一些缺点。适合用户进行各类复杂的数据分析。

  • 探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统的升级改造

    探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统的升级改造

    [color=#990000]摘要:针对上一代探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统控制精度和稳定性差、压力传感器和控制系统配置不合理等问题,用户提出升级改造要求。本文介绍了新一代低压环境模拟舱压力控制系统的实施方案,采用了双向控制模式,进行了方案验证试验,试验结果证明控制精度和稳定性都大幅提高。关键词:低压模拟舱,探空仪,压力控制,电动针阀,电动球阀,上游模式,下游模式,PID控制器[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000]一、问题的提出[/color][/size]检定探空仪的重要手段之一是在地面进行低压环境模拟舱的测试,在用的低压环境模拟舱结构如图1所示。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,376]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061504557090_7216_3384_3.jpg!w690x472.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 低压环境模拟舱结构示意图[/color][/align]此低压环境模拟舱使用过程中存在压力控制波动较大的问题,越靠近1个大气压时波动越大,通过分析认为主要是以下几方面原因引起:(1)压力传感器选择不合理,在全量程压力范围内传感器误差所占比例并不相同,从而显示出靠近1个大气压时波动大和远离1个大气压时波动小的现象,但实际上整体都存在较大波动,只是压力传感器在1个大气压附近精度最高,而在远离1个大气压处压力传感器误差已经完全涵盖了压力波动范围。(2)压力控制采用的是开关控制模式,真空泵和电磁阀根据压力设定值大小同时开启或关闭,尽管增加了储气罐作为缓冲,但这种半自动控制模式很难实现压力的准确恒定。(3)控制器并没有采用PID自动控制方式,也是影响压力控制精度的主要原因。综上分析,针对上一代探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统控制精度和稳定性差、压力传感器和控制系统配置不合理等问题,用户提出升级改造要求。本文将介绍新一代低压环境模拟舱压力控制系统的实施方案,拟采用双向控制模式,并进行方案验证试验,由此证明控制精度和稳定性能大幅提高。[size=18px][color=#990000]二、压力控制系统升级改造方案[/color][/size]探空仪检定用低压环境模拟舱工作的绝对压力范围为1torr~760torr,要求在此范围内模拟舱的压力可以在任意设定点上准确恒定,甚至要求可以按照设定变压速率进行控制。为此,具体的升级改造方案是在原压力控制系统的基础上,保留真空泵和真空电磁阀,更换压力传感器和控制器,去掉储能罐,增加数控的进气阀和排气阀,具体方案如下:(1)采用10torr和1000torr两个不同量程的电容压力计来覆盖整个低气压范围的测量,从而保证全量程的测量精度。(2)采用高精度PID真空压力控制器,以匹配电容压力计的测量精度和保证控制精度。(3)分别真空腔体的进气口和排气口安装电动针阀和电动球阀,电动针阀直接安装在进气口处,电动球阀安装在排气口和真空泵的电磁阀之间。(4)控制方式分别采用上游模式和下游模式,上游模式用来控制10torr以下气压,下游控制用来控制10~760torr范围气压。(5)如图2所示,上游模式是维持上游压力和出气口流量恒定,通过调节进气口流量控制仓室压力。(6)如图3所示,下游模式是维持上游压力和进气口流量恒定,通过调节排气口流量控制仓室压力。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,400,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506055621_2789_3384_3.jpg!w400x421.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 低气压上游控制模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,450,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506206214_771_3384_3.jpg!w450x393.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 低气压下游控制模式[/color][/align][size=18px][color=#990000]三、方案验证试验[/color][/size]针对上述两种控制模式,分别采用1torr和1000torr两只电容压力计、电动针阀、电动球阀和24位高精度压力控制器进行了考核试验,试验用的真空腔体内部空间为400×400×500mm,试验装置如图4和图5所示。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,369]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506318858_3696_3384_3.jpg!w690x464.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 低气压上游控制模式考核试验装置[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,339]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506474377_3818_3384_3.jpg!w690x426.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图5 低气压下游控制模式考核试验装置[/color][/align]在上游模式试验过程中,首先开启真空泵后使其全速抽气,然后在 68Pa 左右对控制器进行 PID参数自整定。自整定完成后,分别对 12、27、40、53、67、80、93 和 107Pa共8个设定点进行了控制,整个控制过程中的气压变化如图6所示。在下游模式试验过程中,首先开启真空泵后使其全速抽气,并将进气阀调节到微量进气的位置,然后在300torr左右对控制器进行PID参数自整定。自整定完成后,分别对 70、 200、 300、450 和 600Torr 共5个设定点进行了控制,整个控制过程中的气压变化如图7所示。 [align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507110485_1025_3384_3.jpg!w690x418.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图6 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,327]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507246957_2391_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图7 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]将上述不同低气压恒定点处的控制效果以波动率来表示,则得到图8和图9所示的整个范围内的波动率分布。从波动率分布图可以看出,在整个低气压的全量程范围内,波动率可以精确控制在±1%范围,在12Pa处出现的较大波动,是因为采用 68Pa处自整定获得的PID参数并不合理,需进行单独的PID参数自整定。 [align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507435250_4590_3384_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图8 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,340]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507565906_1701_3384_3.jpg!w690x427.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图9 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]从上述考核试验结果可以看出,升级改造后的控制方法可以将压力控制精度和稳定性提高五倍以上,并大幅提高了低压环境模拟仓自动化水平和可靠性。[align=center]=======================================================================[/align]

  • 变温PID串级控制系统提高膜分离制氮机产量的解决方案

    变温PID串级控制系统提高膜分离制氮机产量的解决方案

    [size=16px][color=#990000]摘要:膜分离制氮过程中需要将干燥空气进行加热才能使产品氮气纯度满足要求。目前各种制氮机为了保证氮气纯度,往往都将加热温度控制在较高水平,无法根据氮气纯度实时改变工作温度,从而造成氮气产量小、效率低现象。本文提出的解决方案则以氮气纯度作为主控参数,而将温度作为次控参数,由两个具有变送和远程设定点功能的PID控制器组成串级控制系统来进行变温调节,将氮气纯度始终控制在设定值附近,在满足纯度要求的前提下可有效降低膜组件的工作温度,并显著提高产品氮气产量。[/color][/size][align=center][img=高精度温度串级控制器在空气膜分离制氮中的应用,650,353]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304040954565083_2140_3221506_3.jpg!w690x375.jpg[/img][/align][size=16px][/size][size=18px][color=#990000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 氮气作为一种常用的惰化气体,其制作方法主要有变压吸附法、膜分离法和深冷法,而膜分离制氮[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]对于其他两种方法具有系统简单、 体积小、操作简便、可靠性高、便于操作和维护的优点。膜分离法制备氮气的设备在运行过程中需要加热空气才能使产品氮气纯度达到 99.0%以上,而在目前很多膜分离制氮机的温度控制方面,还存在以下工程实际问题需要解决:[/size][size=16px] 目前大多数膜分离制氮机的温度控制还是采用固定温度下的PID控制方式,如有些制氮机的膜组件需要将空气加热到49℃恒定温度。但当设备更换新膜组件时,膜性能比较好时,则只需较低温度(例如 35℃)就可以使产出的氮气纯度达到 99.0%,氮气流量也能够满足用户使用要求。如果膜组件入口气体温度仍然控制在 49℃,则膜组件产品氮气的纯度会升高很多,回收率下降,即氮气产量就下降很多,难以满足用户要求。 [/size][size=16px] 由此可见,在膜分离制氮设备中,真正需要的是能根据产出氮气的纯度要求来实时调节空气加热温度,这样才能保证产品氮气的纯度和流量同时满足用户要求。为了解决此问题,本文将提出采用串级控制器的膜分离制氮解决方案,在氮气纯度满足要求的前提下提高氮气产量。[/size][size=18px][color=#990000][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 膜分离制氮的一般工艺流程如图1所示, 空气经空压机压缩和调节阀后形成高压压缩气体,经过空气预处理装置去除固体颗粒油分和水分,成为高度洁净的压缩冷空气后,再经过电加热器将其加热到设定温度。 高温压缩空气进入膜组件,膜组件将分离出高纯氮气和富氧气体。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=01.膜分离制氮气工艺控制系统示意图,650,207]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304040957161940_2313_3221506_3.jpg!w690x220.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图1 膜分离制氮气工艺流程示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 膜分离制氮系统的温度控制多采用工业用PID控制方式,并由人工设定系统的工作温度。PID控制器调节加载给加热器的电功率,从而实现膜分离制氮系统恒温工作。温度控制系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=02.恒定温度PID控制示意图,500,137]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304040957420919_8350_3221506_3.jpg!w690x190.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图2 恒定温度PID控制示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 图2所示的采用恒定温度PID控制方式存在膜组件老化时无法保证产氮气纯度稳定以及产量降低的缺点,本文的解决方案则采用了PID串级控制方式,其结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=03.变温度PID串级控制示意图,690,189]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304040958060588_9122_3221506_3.jpg!w690x189.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图3 变温度PID串级控制示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图3所示的串级控制系统中包含了主和次两个闭环控制回路:[/size][size=16px] (1)次控制回路包括温度传感器、电加热器和次PID控制器,其中将进入膜组件的空气温度作为次回路的控制参数。[/size][size=16px] (2)主控制回路则包括了氮气分析仪、次控制回路、膜组件和主PID控制器,其中将膜组件产出氮气的纯度作为主回路的控制参数。[/size][size=16px] 解决方案中串级控制系统的主要特征是将主控制回路的输出值(即温度值)作为次控制回路的设定值,从而控制电加热器的加热功率来调整进入膜组件的空气温度。尽管串级控制系统中用到了两个PID控制器,但要实现串级控制功能,相应的PID控制器需要具备以下功能:[/size][size=16px] (1)在次控制回路中,所用的PID控制器输入信号为标准的热电偶或热电阻信号,输出信号是4~20mA或0~10V标准的模拟信号,控制器具有PID自动控制和PID参数自整定功能。而重要的是这个次PID控制器的设定值是主PID控制器的输出值,且不是固定值,而且设定值信号类型和量程要与所接入的温度传感器完全保持一致。[/size][size=16px] (2)在主控制回路中,主PID控制器需要具有标准的PID自动控制和PID参数自整定功能之外,还需具有接收氮气分析仪输出的4~20mA或0~10V模拟信号或其他形式信号的能力。最重要的是主PID控制器要具有输出温度传感器(热电偶或热电阻)信号的能力,而且所输出信号完全能被次PID控制器接收。[/size][size=16px] 由此可见,要真正在工程上实现膜分离氮气的串级控制,关键是要解决以下三个问题:[/size][size=16px] (1)增加一个氮气纯度测量装置。此装置可以是氮气纯度传感器或分析仪等,氮气测量装置的输出信号最好是4~20mA或0~10V等形式的标准模拟信号,以便主PID控制器接收。[/size][size=16px] (2)主PID控制器的输出信号需要与次PID控制回路中所用温度传感器的类型和量程始终保持一致,由此使得此输出信号便于被次PID控制器接收后作为设定值来进行温度控制。[/size][size=16px] (3)次PID控制器要具有自动可变设定值功能,即能够接收主PID控制器的控制输出信号作为随时改变的设定值,次PID控制器随时根据接收到的设定值进行温度控制。[/size][size=16px] 由此可见,串级控制的核心是解决主PID控制器输出和次PID控制器的输入问题,采用一般的工业用PID控制器很难实现上述复杂的功能,如果采用PLC控制也需要复杂编程和相应硬件支持。为此,本解决方案采用了两台标准化的,且高精度多功能的PID控制器(VPC2021-1系列),具体接线如图4所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=04.串级控制PID调节器接线示意图,690,190]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304040958225065_8103_3221506_3.jpg!w690x190.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图4 串级控制系统PID调节器接线示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图4所示,具有变送功能的主PID控制器,在主输入端口接收氮气纯度传感器测量信号,然后根据所设置的氮气纯度固定值进行PID自动控制,相应的控制输出信号(输出值或偏差值)经过变送转换为4~20mA, 0~10mA, 0~20mA, 0~10V, 2~10V, 0~5V和1~5V七种模拟信号中的任选一种,并传送给次PID控制器的次输入端。[/size][size=16px] 具有远程设定点功能的次PID控制器,在次输入端口接收主PID控制器的变送信号作为变化的设定值,然后根据主输入端口接收到的温度传感器信号,进行PID自动控制,控制信号经主输出端口连接电加热器执行机构,对空气加热温度进行自动调节。[/size][size=16px] 需要提醒的是,如果主PID控制器输出的控制信号能被次PID控制器次输入通道接收,且输入信号类型和量程与主输入通道接入的温度传感器一致,也可采用普通PID控制器作为主控制器。[/size][size=18px][color=#990000][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文提出的解决方案,可以很好的解决空气膜分离中纯度稳定的氮气输出,从而提高产品氮气的产量。同时通过降低了的空气加热温度,可以达到节能效果。[/size][size=16px] 此解决方案不仅可以应用于空气膜分离制氮领域,也可以在其他串级控制方面得到应用。不仅可以进行温度参数的串级控制,也可以进行位移、真空、压力和张力等其他参数的串级控制。[/size][size=16px] 在此解决方案的串级控制系统中,分别采用了多功能PID控制器中的变送和远程设定点功能,这是一般工业用PID控制器无法具备的高级功能。方案中所用的PID控制器不仅功能强大和具有RS485通讯接口,还具有很高的测控精度,如24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。随机配备的计算机软件,可直接通过计算机进行相应的参数设置和控制运行。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/align][size=16px][/size]

  • 环境控制腔体在摩擦磨损中的应用

    [align=center][size=18px][b]环境控制腔体在摩擦磨损中的应用[/b][/size][/align][align=center][size=14px]会议时间[/size][size=14px]:[/size][size=14px]2020年[/size][size=14px]6[/size][size=14px]月[/size][size=14px]1[/size][size=14px]8[/size][size=14px]日1[/size][size=14px]4[/size][size=14px]:00[/size][/align][size=16px][b]内容[/b][/size][size=16px][b]介绍:[/b][/size]摩擦与人们的生产生活息息相关,从走路鞋底与地面的摩擦,使用手机时手指与屏幕的摩擦,到汽车、飞机、轮船等大型机械中部件的摩擦,到处都有摩擦的身影,这些摩擦现象大多处于常温大气环境之中,但在很多特殊的环境下,像航天器进入太空,极地勘探,深海作业等,环境与常温大气环境有很大的差异,材料的摩擦磨损速率会有什么变化?如果材料摩擦发生在腐蚀性液体环境中呢,摩擦磨损速率又会怎么样变化?为了模拟这些特殊环境的摩擦工况,摩擦磨损实验需要用到环境控制腔体。在本次网络研讨会上,柳庆博工程师将通过实例为大家讲解布鲁克公司摩擦磨损试验机中环境控制腔体的具体应用。[size=16px][b]讲师[/b][/size][size=16px][b]介绍:[/b][/size] [size=14px][b]柳庆博[/b][/size][size=14px][b]:[/b][/size][size=14px]2012年毕业于上海微系统与信息技术研究所,获得理学硕士学位。硕士期间主要从事MBE分子束外延及量子点激光器的研究。毕业后加入布鲁克中国区BNS部门担任工程师职位。2018年起任职主任工程师。2018年起担任TSOM/NI产品线售后主管。具有7年以上TMT摩擦磨损试验机产品技术应用经验[/size][size=14px]。[/size]报名地址:[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_13836.html[/url]

  • 步进电机驱动的数字针阀和电动球阀在MOCVD工艺真空压力精密控制中的应用

    步进电机驱动的数字针阀和电动球阀在MOCVD工艺真空压力精密控制中的应用

    [color=#990000]摘要:针对目前MOCVD设备和工艺中真空压力控制方面存在的问题,如多数设备仅能使用下游控制模式、节流阀响应速度不够、节流阀耐腐蚀问题和压力控制器采集精度不高,本文提出了相应的解决方案,以进行MOCVD设备的改进和提高工艺和产品质量。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000]一、问题提出[/color][/size]在半导体行业内,MOCVD具有许多显著特点,可用于大面积生长,可精确控制成分和厚度,具有高重复性和生长速率,可覆盖复杂基板形状,可快速切换气路制备陡峭的多层界面,适用于原位退火等。但在MOCVD设备的开发和工艺调试中,需要研究和选择与生产相关的生长参数,这些参数包括反应室形状、工作压力、生长温度、基座转速、气体流速和入口温度等。MOCVD的工作压力一般为10 mtorr-500 torr范围内,工作压力的精密控制决定了反应室的流动稳定性,但在目前的真空压力控制中还存在以下问题:(1)如图1所示,目前的MOCVD设备基本都采用下游模式对工作压力进行控制,即在排气端安装节流阀进行排气流量调节实现反应室内的压力控制,但这仅适用于压力较高的工艺,如工作压力100~500torr范围。但对于有些工艺的低压要求,采用下游控制模式会造成工作压力波动较大,无法准确控制,从而影响产品质量。对于低工作压力的精密控制最好采用上游控制模式,即控制进气端的流量实现反应室的压力稳定。[align=center][img=MOCVD压力控制,600,265]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/02/202202050858525574_7248_3384_3.png!w690x305.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 MOCVD典型压力控制系统示意图[/color][/align](2)MOCVD工艺过程始终伴随着温度变化,而温度变化会严重影响工作压力的稳定性和可控性,因此要求在温度变化过程中同时实现工作压力的准确控制,这就要求进气和排气控制阀的响应速度越快越好,控制阀从全开到全闭至少要控制在5秒内,1秒以内更佳。(3)有些MOCVD工作气体带有腐蚀性,相应的阀门也需具有较强的抗腐蚀性以提高设备的连续正常工作寿命。(4)目前绝大多数控制都采用PLC模组,但极少PIC控制器能达到24位的模数转换精度,对于工作压力的精密控制,建议采用24位精度的PID控制器以充分发挥电容式压力传感器的高精度测量优势。本文将针对目前MOCVD设备和工艺中存在的上述问题,提出相应的解决方案。[size=18px][color=#990000]二、压力精密控制方案[/color][/size]在MOCVD工作压力范围内,一般要求在一定范围内,反应室内的工作压力可以在任意设定点上准确恒定。为了满足低压和高压的不同压力范围精密控制,所提出的压力控制方案是在原有的下游控制模式上增加上游控制模式,真空压力控制系统结构如图2所示,具体内容如下:[align=center][color=#990000][img=MOCVD压力控制,600,330]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/02/202202050900060793_95_3384_3.png!w690x380.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 MOCVD真空压力控制系统结构示意图[/color][/align](1)在反应室的进气口和排气口分别安装步进电机驱动的电子针阀和电动球阀,电子针阀直接安装在进气口处,电动球阀安装在排气口和真空泵之间。对于MOCVD设备,可增加一个气囊以对进入的工作气体进行按比例混合后再经电子针阀进入反应室。当在高压下进行控制时,可固定电子针阀的开度,仅调节下游的电动球阀;在低压下进行控制时,可固定电动球阀的开度,仅调节上游的电子针阀。由此可满足不同压力控制的需要。(2)电子针阀和电动球阀都有高速型节流阀,电子针阀的响应速度为0.8秒,电动球阀有两种响应速度型号,分别是5秒和1秒。针阀和球阀的阀体采用不锈钢,密封件采用FFKM全氟醚橡胶,超强耐腐蚀性,可用于各种腐蚀性气体和液体。(3)在MOCVD中一般采用1000torr或10torr量程的电容压力计进行压力测量,其精度可达±0.2%。也可采用更高精度±0.05%的真空压力传感器进行测量。由此,方案中采用专用的24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器,以匹配高精度电容式压力传感器的测量精度,并保证控制精度。综上所述,通过以上方案的实施,可以在整个真空压力范围内,将压力波动控制在±1%以内,并会快速响应反应室的温度变化实现压力的快速恒定,同时耐腐蚀性密封件将大幅度提高阀门的使用寿命。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 气相色谱仪控制模式

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]进样口有个控制模式,有压力和线性模式。该选择哪个好呢?对测试有没有影响。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/03/202003021444209192_8596_4061307_3.png[/img]

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    我们用的是赛默飞的变色龙7.2 版本软件,控制岛津的液相。一般在实验时会在序列最后加一行清洗柱子的序列行以洗柱子和关机。但现在发现这行运行完后根本不关机,经常继续运行到把流动相走空仪器报错,现在没有找出原因。请问有谁成功完成用变色龙控制岛津仪器自动洗柱子关机吗?

  • 滤膜,滤筒中重金属检测过程中的质量控制

    我是新人一枚,最近开始做滤膜滤筒中的重金属检测,其中在质量控制方面有些疑惑。目前我是对消解液作加标然后计算加标回收率,但是总觉得这样做并不是很合适。各位大神有没有好的建议,或者说,对消解液加标也是可以的呢?(目前,我对样品消解是直接把整张滤膜或整个滤筒剪碎消解)。

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    [quote][color=#ff0000]摘要:针对星际空间气氛环境,介绍了地面模拟试验中的气氛、气压或真空度的精确模拟及控制技术,特别介绍了美国标准化技术研究所NIST和上海依阳实业有限公司在这方面所做的研究工作。[/color][/quote][align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e830001f98c5d356c2a[/img][/align][align=center][color=#ff0000]美国NASA火星探测器[/color][/align][color=#ff0000][b]1. 前言[/b][/color] 航天飞行器和探测器在星际空间中会遇到各种气氛环境,有在深空中的高真空环境,也有在火星大气层中的低压二氧化碳气氛环境。飞行器和探测器中大量使用的防隔热材料在不同气氛和不同气压条件下都会呈现不同特性,因此在隔热材料选择时要准确了解相应气氛条件的材料性能。 防隔热材料经过多年的研究已经初步具备了比较成熟的各种模拟、测试和表征技术,但随着新型高效隔热材料技术的发展,特别是多种阻断传热技术的应用以及低气压使用环境,使得新型绝热材料及元件的热导率更低。如何准确测试评价这些隔热材料在1000℃以上高温和100Pa以上气压环境条件下的有效热导率就成为了目前国内外的一个技术难点。 由于新型高温隔热材料的传热形式是固体导热、气体导热和对流换热以及热辐射等多种形式的耦合传热,传热形式十分复杂,通过理论分析计算获得的有效热导率计算结果往往与实验结果存在很大的偏差,因此对于新型隔热材料的有效热导率测试主要还是依据实验测试结果。 纵观国内外对高温隔热材料有效热导率测试所采用的测试方法基本都集中在稳态热流计法,这主要是因为它是目前可以实现1000℃以上有效热导率测试的唯一成熟有效的技术。美国兰利研究中心1999年研制了一套变气氛压力高温有效热导率测试系统,测试中采用了薄膜热流计测试流经试样的热流密度,试样的冷面温度为室温,试样热面最高温度可达1800℉(约982℃),环境气压控制范围为0.0001~760Torr,正方形试样最大尺寸为边长8in(约203mm)。整个测量装置的有效热导率测量不确定度范围为5.5%~9.9%,在常压环境下对NIST标准参考材料测试的不确定度在5.5%以内。美国兰利研究中心的这篇研究报告给出了几种典型材料随温度和气压变化的有效热导率测试结果,证明了在不同气氛压强范围内对热导率的影响程度的不同。 通过美国兰利研究中心的研究工作从试验上证明了气压对材料热导率有明显的影响,气压(真空度)的控制误差是主要测量误差源,所以在材料热导率测试中要对气压进行准确控制。由此,这就在稳态热流计法热导率测试过程引入了两个控制变量,即除了达到温度恒定条件外,还需要达到气压压强的稳定。 因为温度和气压之间存在相互影响,一般情况下是气压随着温度升降而升降,同时气压下降使得被测试样热导率降低而延长了达到热平衡所需时间,这样就造成整个稳态法热导率测试过程中参数控制的复杂性。 由此可见,在稳态法热导率测量过程中,需要对气压控制的稳定性就行试验研究,摸清气压波动对温度恒定的影响,确定气压的恒定控制精度,并在可易实现的气压控制精度条件下尽可能的缩短气压对温度稳定周期的影响。 我们所研制的热流计法隔热材料高温热导率测试系统就是一个可在变温和变气压环境进行隔热材料热导率测试的设备,可以对温度和气压压强进行控制,因此针对气压对材料热导率测试的影响进行了研究。在气压波动性对材料热导率测试影响方面国内外几乎没有研究工作报道,在我们开展此工作的后期,美国NIST的Zarr等发表了一篇会议论文,文中介绍了NIST在开展直径500mm高温保护热板法热导率测试系统研制过程中所进行的一些气压对热导率影响方面的工作。 本文将对NIST和上海依阳实业有限公司的研究工作做一介绍,尽管两者研究工作的技术指标要求有很大不同,但通过这些研究可以获得很多的借鉴。另外,气压对热导率影响的试验研究,也可以作为其它热导率影响因素(如湿度)测试研究的技术借鉴。[color=#ff0000][b]2. 美国NIST在气压对材料热导率测试影响方面的研究工作2.1. 美国NIST护热板法热导率测试系统简介[/b][/color] 美国NIST多年来一直进行着护热板法热导率测试技术的研究工作,并研制了多套不同尺寸和不同测试温度的护热板法热导率测试系统。最近的研究工作是研制变温变气压环境下试样直径500mm的护热板法高温热导率测试系统,测试系统已经研制完成,如图 2‑ 1所示,正开展一系列的设备考核和试样测试评价工作。 在图 2‑ 1所示的NIST试样直径500mm的护热板法高温热导率测试系统中,热板(1)和冷板(2)由一个圆筒状护热装置(3)包裹,这些部件都悬挂在一个悬臂支撑结构(A)上,整个热导率测量装置放置在一个气氛压强可控的真空试验腔内,真空试验腔体包括一个直立式焊接基座(C)和放置在滚轮支撑架上的一个卧式圆筒腔体(B),(D)为扩散泵,整个测试系统的试验温度范围为280K~340K,真空试验腔的气压控制范围为4Pa至100.4kPa(1个大气压)。NIST研制此设备的目的主要是用于对低热导率标准参考材料进行校准测试。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7b0003ebf23bc410b6[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 1 美国NIST 500mm保护热板法热导率测试系统[/color][/align][b][color=#ff0000]2.2. 气压控制系统[/color][/b] 图 2‑ 2所示的热导率测量装置气压控制系统包含的主要部件有:(a)干燥空气净化发生器(供气系统);(b)真空腔;(c)三个独立可控真空泵系统(11油扩散泵、13机械泵和15隔膜泵)。每个真空泵都由独立的计算机串口控制。[align=center][color=#ff0000][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7c00038563ce740831[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 2 NIST 测试试样直径500mm护热板法热导率测量装置气压控制结构示意图[/color][/align] 真空系统中采用了三个机械泵来覆盖不同的气压压强范围。在NIST的这套测量装置中,并没有使用到用于超低气压控制的第三级泵(扩散泵)。根据气压范围,真空腔内的气压测量采用了3个薄膜电容规(CDGs)。这些电容薄膜规的三个基本量程为:133kPa(1000torr)、1.33kPa(10torr)和0.0133kPa(0.1torr)。 (1)中等气压:指3.3kPa~107kPa(25torr ~ 800torr)气压范围,可通过采用一个可变速隔膜泵和一个专用控制器将真空腔内的气压控制在此气压范围内。使用隔膜泵将不会使用到气源。 (2)低气压:指0.004kPa~3.3kPa(0.03torr ~ 25torr)气压范围,可通过采用一个机械泵(叶片旋转泵)和一个专用PID控制蝶阀以下游控制形式将真空腔内的气压控制在此气压范围内。 (3)超低气压:指低于0.004kPa(0.03torr)的气压范围,可通过采用一个扩散泵/初级泵系统和一个专用PID控制插板阀以下游控制形式将真空腔内的气压控制在此气压范围内。[b][color=#ff0000]2.3. 控制稳定性[/color][/b] 整个热导率测试系统的控制稳定性是通过图形分析量热计板温度响应来进行考察。图 2‑ 3和图 2‑ 4分别绘出了量热计板温度和真空腔气压随时间的变化曲线,其中左边Y轴为温度坐标轴,右边Y轴为气压坐标轴,X轴表示经历时间(以小时计),图 2‑ 3和图 2‑ 4所示的图中选定了相同的X时间轴(50h)以便于观察对比,量热计温度和真空腔气压的数据采集间隔时间为60s。 量热计板的温度测量采用扩展不确定度(k=2)为0.001K的长杆标准铂电阻温度计(SPRT),真空腔气压测量采用133kPa或1.33kPa量程的薄膜电容规。铂电阻温度计和薄膜电容规以及相应的数据采集系统都分别经过了NIST温度和气压计量部门的校准。 图 2‑ 3显示了从初始温度305.15K(前一个试验温度)到当前控制温度320.15K整个过程中温度随时间的变化过程和稳定性。从图 2‑ 3中可以看出,约在4小时处,在经历一个约0.9K的轻微过冲和近10小时的单调降温过程后,在经历了总共约15个小时后量热计温度达到稳定。在量热计温度稳定测量阶段,即从第24小时到第28小时期间,量热计温度的波动范围为320.1474K~320.1524K,波幅为0.005K,此期间的温度平均值为320.1497K。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7a00041fc5400d3f33[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 3 未进行压强控制情况下,量热计板温度从305.15K控制到320.15K时的温度响应曲线[/color][/align] 在图 2‑ 3中所显示的真空腔气压是未经控制的环境大气气压,从图中可以看出气压有很小的变化。在量热计温度达到稳定测量阶段后,真空腔内的气压平均值为99.53kPa,气压波动范围为99.46kPa~99.58kPa,波幅为0.12kPa。 图 2‑ 4显示了当真空腔气压从前一试验气压突然降低到低气压后整个的量热计温度相应过程和控制稳定性,图中所示的量热计温度控制设定点未发生改变一致控制在320.15K。在开始测试的初期,真空腔气压被抽取到一个固定值0.013kPa,用时15分钟。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e810001cbb901cbaf64[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 4 在控制温度为320.15K,气压从0.035kPa控制到0.013kPa过程中温度响应曲线[/color][/align] 需要注意的是在6小时处的气压有一个扰动,但这个气压扰动对量热计温度的影响很小。另外还需要注意的是图 2‑ 4的左边Y坐标轴,与图 2‑ 3相比,图 2‑ 4中放大了温度差,由此可以更清晰的观察量热计温度的变化。 随着气压的突然降低,由于空气导热的减小,通过被测试样的热流量也随之降低,由此造成量热计温度逐渐升高并约在4小时后达到最高点320.8K,这与图 2‑ 3中的温度过冲相似。随后,量热计温度在一个约为22小时的时段内发生了围绕设定点320.15K附近的收敛式振荡,这种振荡现象有些令人惊讶。在43小时到47小时时间段内达到了热平衡,这比图 2‑ 3中所达到的热平衡时间段晚了近20小时。在稳态测量时间范围内,量热计温度的波动范围为320.1476K~320.154K,波幅为0.006K,此期间的温度平均值为320.1506K。[b][color=#ff0000]3. 上海依阳公司对材料热导率测试中实现气氛和气压精确控制[/color][/b] 依阳公司的热导率测试系统采用的是稳态热流计法,试样的热面温度最高为1000℃,试样的冷面温度最低为20℃,气压控制范围为6Pa至100.4kPa(1个大气压)。依阳公司的热流计法热导率测试系统主要应用于防隔热材料在高温和高空环境下的等效热导率测试评价。 在各种稳态法热导率测试设备中会经常用到冷却液冷却的冷板,如果冷板温度低于环境温度,且环境湿度比较大,则会在冷板上形成冷凝水,这将会严重的影响热导率的测量。因此,对于稳态法热导率测量装置来说,不论是不是需要进行气氛压力控制,试验环境中必须是干燥气体则是一个必要试验条件。[b][color=#ff0000]3.1. 气压控制系统[/color][/b] 在依阳公司的热流计法热导率测试系统的气压控制系统中,气压控制系统的整体设计思路与NIST的完全相同,但还是有以下三方面的微小区别:[quote] (1)气压控制范围为6Pa至100.4kPa(1个大气压),所以采用了INFICON公司的两个薄膜电容规气压传感器来覆盖这个气压范围,一个覆盖0.133~133.3Pa,另一个覆盖133.3Pa~133.3kPa。而不是像NIST那样采用了三个气压传感器。 (2)这两个传感器连接到一个INFICON VCC500真空控制器上控制一个数字真空阀INFICON VDE016,数字真空阀与干燥气体系统连接,根据不同的要求自动选择传感器进行气压的定点控制。而不是像NIST那样采用多路控制器进行控制。由于INFICON VCC500真空控制器在定点精确控制上有明显不足,气压控制波动较大,后改用自行研制的气压控制器。 (3)抽气系统仅仅采用了一个机械泵,真空腔体的极限真空度可以达到6Pa,并没有像NIST那样采用了隔膜泵和机械泵。[/quote][color=#ff0000][b]3.2. 气压控制3.2.1. 极限真空时的真空试验腔体的漏率[/b][/color] 真空腔空载情况下开启机械泵,约15分钟后真空腔体内的气压从大气常压降低到6Pa左右后将不再改变。达到极限气压后,此时关闭抽气管路并关闭机械泵,使得真空腔体处于自然状态,同时用数字真空计系统检测真空腔体内真空度的变化情况,由此来确定和考核真空腔体的漏率,检测结果如图 3‑ 1所示。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7d0002c895b6405a60[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 1 停止抽气后真空腔体内的气压变化[/color][/align] 从图 3‑ 1所示的测试结果可以看出,关闭抽气管路后腔体内的气压基本按照线性规律缓慢上升,上升的速度为2.28Pa/h,经过14小时后腔体内的气压从6Pa左右上升到了38Pa左右,整个真空腔体的漏率为0.59m^3Pa/h。[b][color=#ff0000]3.2.2. 真空腔气压控制[/color][/b] 因为采用了两个薄膜电容规气压传感器来覆盖整个气压范围,一个覆盖0.133~133.3Pa,另一个覆盖133.3Pa~133.3kPa,所以针对不同的气压范围进行了相应的控制试验。但在实际压强控制过中发现,INFICON压强控制器的控制效果并不好,气压的波动性较大,因此最终我们采用了自行研制的压强控制系统来进行控制。[color=#ff0000]3.2.2.1.低气压压强控制试验[/color] (1)采用英富康真空控制系统进行低气压压强控制 所谓低气压是指真空腔内的真空度小于133Pa以下的气氛环境,133Pa也是其中一个电容薄膜真空计的最大真空度测量量程。整个低气压压强控制变化过程如图 3‑ 2所示。 试验开始阶段,首先全速抽真空,使得真空腔内的气压快速降低到15Pa左右,然后改变压强设定点为20Pa,控制参数设置为98,此时气压开始在20Pa上下大幅波动,后改变控制参数为1,气压开始逐渐收敛并恒定到20Pa左右。 为了检验加载氮气后对气压控制的影响,当真空腔内气压控制到20Pa后在控制阀的进气口处加载输出的氮气,由于加载的氮气会产生带有一定的压力,减压阀门调整最小刻度,加载后真空腔内的气压在20Pa上下波动较大,无论如何改变控制参数也很难控制稳定。 去除掉加载的氮气后,从新进行恒定气压控制,气压设定点分别为20Pa和10Pa,从图 3‑ 2中的控制曲线可以看出,真空腔内的气压在20Pa上下0.5Pa范围内波动,波动性较小,波动性基本在±2.5%以内。 通过以上试验可以说明为了达到很好的低气压控制的稳定性,加载的氮气压力越低越好。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7d0002c9e04033cafe[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 2 低气压(100Pa以下)控压试验曲线[/color][/align] (2)采用自制真空控制系统进行低气压压强控制 采用自制的真空控制系统进行了初步的气压压强控制试验以后,专门针对低气压(采用1Torr真空计)并接通氮气供气系统进行了进一步考核试验。由于真空腔体的最低气压只能达到0.1Torr左右,所以设计了0.1Torr、0.3Torr、0.6Torr 和0.9Torr 四个气压控制点,整个气压控制过程如图 3-3 所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e830001d23bbdd38b1d[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 3 压缩氮气接通后的低气压恒定控制曲线[/color][/align] 所从图 3‑ 3所示的气压控制过程可以看出,气压从低点向高点进行恒定控制时,每次向上改变设定点时,都会由于充气使得气压产生超出量程范围的突变,然后再逐渐下降恒定在设定点上。这种现象的产生是由于导入的氮气为带有一定流量和压力的氮气,这个压力容易产生过量的氮气气体导入。 当气压恒定在0.9Torr后,逐渐向下设定气压控制点,气压向下恒定控制变化曲线如图 3‑ 3所示。[color=#ff0000]3.2.2.2.高气压压强控制试验[/color] (1)采用英富康真空控制系统进行高气压压强控制 采用了全开式真空泵抽取外加控制阀控制气压方式,控制阀外接大气,气压控制设定点分别为500Pa和300Pa,整个控制过程的气压变化曲线如图 3-4 所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7b0003f7a4c50b7695[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3-4 高气压压强控制试验曲线[/color][/align] 从以上高气压控制试验可以看出,采用富士康的VCC 500 真空度的控制是台阶式的变化,而且并不一定能恒定在设定点上,实际恒定点与设定点有一定的偏差,但恒定点的气压很稳定。这种现象需要在实际使用过程中注意。 (2)采用自制真空控制系统首次进行各种气压压强控制试验 采用自制的压强控制器来控制气压变化,首先在控制器上设定5.5Torr进行了PID参数的自整定,自整定完成后分别对设定了17Torr、50Torr、500Torr和100设定点进行控制,整个控制过程中气压随时间变化曲线如图 3‑ 5所示,图 3‑ 6为局部放大后便于观察的变化曲线。 对整个控制过程数据进行分析后得到的结论是:在所有的气压控制点上,气压波动性都小于1%以下。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7b0003f8579daea883[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 5 控制全过程中气压变化曲线[/color][/align][align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7a000429b4c4c92e0d[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 6 控制过程中部分气压变化曲线(纵坐标缩小后)[/color][/align][b][color=#ff0000]3.2.3. 热流计法高温热导率测试[/color][/b] 为了研究气压波动性对热导率测试的影响,我们在热流计法热导率测试系统上进行了相应的考核试验。被测试样选用耐高温隔热材料,试样热面温度控制在1000℃,水冷板温度控制在20℃,真空腔内的气压控制在50Pa。试验过程中的各个测试参数的响应曲线如图 3‑ 7和图 3‑ 8所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7b0003fc058a0d2773[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 7 试样热面和冷面温度响应曲线[/color][/align] 在试验的前4小时,试样热面温度处于恒定控制的初期还没有稳定,而腔体内部气压也没有处于稳定状态,在4.5小时时做了一次控制参数整定后,腔体内部气压很快进入恒定阶段,气压长时间的在50±0.5Pa区间内波动,波动率为±1%。 在控制参数整定过程中,气压波动剧烈,对冷面温度和热流密度的影响严重,从曲线中可以看到有明显的尖峰,但对试样热面温度影响并不大。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7d0002d4759aee6365[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 8 试样厚度方向热流密度和腔体气压响应曲线[/color][/align] 在测试过程进入19个小时后,气压在50Pa处保持±1%的波动,冷面温度和热流密度达到了稳定,这时试样的热面温度为1000.2℃,波动率小于±0.1%;冷面温度为88.9℃,波动率小于±0.5%;热流密度为7928.3W/m^2,波动率小于±0.8%,计算获得的试样有效热导率为0.2611W/mK。[b][color=#ff0000]4. 结论[/color][/b] 通过以上试验可以得出以下结果: (1)两个结构的气压控制研究和试验证明,气氛压强对材料的热导率性能会产生明显的影响。 (2)在变温和变真空测试过程中,优先控制的是热面温度,正确的操作顺序是先在超过100Pa以上的气氛下将热面温度控制恒定在设定温度上,然后再进行不同气压设定点下的测量。因为气压可以很快的达到平衡,如果在热面温度还未恒定前先恒定了气压,则热面温度的恒定会需要很长时间。 (3)将气压波动控制在±1%,气压的波动将对材料的热导率影响不大,而且气压控制也不需要昂贵的控制设备。[b][color=#ff0000]5. 参考文献[/color][/b] (1) Kamran Daryabeigi. Effective Thermal Conductivity of High Temperature Insulations for Reusable Launch Vehicles. NASA/TM-1999-208972, 1999 (2)R. R. Zarr and W. C. Thomas, Initial Measurement Results of the NIST 500mm Guarded Hot Plate Apparatus Under Automated Temperature and Pressure Control. 31st International Thermal Conductivity Conference & 19th International Thermal Expansion Symposium, Proceedings: Thermal Conductivity 31/ Thermal Expansion 19, pp. 195 - 204[img=,640,20]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802011921102118_2230_3384_3.gif!w640x20.jpg[/img]

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    淋雨试验箱背后:智能化控制的重要性

    智能化控制对于[b][url=http://www.linpin.com/]淋雨试验箱[/url][/b]来讲是很重要的,现在是人工智能的时代,试验箱智能化控制的应用可以降低人工成本,同时提升设备效率,在试验箱设备快速运行的背后,智能化控制有着至关重要的作用。[align=center][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/04/202204261615109696_1620_1037_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/align]  淋雨试验箱智能化控制系统的流程是怎样的呢?该系统同时具有了自动组合加热还有制冷等子系统的工况,确保在整个温度范围之内的高精度控制,让设备更加节能、降低能耗,设备的检测装置也比较完善,可以自动进行故障显示、报警。一旦试验箱设备有异常了,试验设备的控制器会通过使用中文汉字来显示故障状态,还可以储存历史故障记录和历史数据表趋势图等,可以配上计算机通讯接口、计算机上、下机计算机机辅助控制系统装置等实现实现连机数据传输及远程控制功能。试验箱设备还可以通过配套记录仪来记录试验数据,该试验设备控制器使用了可编程逻辑控制器还有优质LCD彩色液晶触摸屏等双回路温度控制系统,该系统的控制显示器使用了液晶彩色触摸大屏幕来控制显示屏,这个控制装置同样是采用中文操作显示界面的。该控制系统可以设置、显示试验曲线、参数、段总运行时间、总运行时间、加热器工作状态还有日历时间等,控制程序的编制使用了人机对话的模式,显示界面也很友好,只需要设定温度就能够实现制冷机的自动运行功能。  现在人们选购设备也比较注重淋雨试验箱是否更加智能,大家应该了解淋雨试验箱智能化控制的重要性。智能化控制的应用让试验设备更加自动化,在提升效率的同时也稳定了设备试验的准确度。

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  • X射线传感器窗口透射膜机械性能测试中的正负压控制解决方案

    X射线传感器窗口透射膜机械性能测试中的正负压控制解决方案

    [size=16px][color=#339999]摘要:针对X射线窗口膜材料机械性能测试中对真空度和高压压力的准确控制需要,本文提出了相应的解决方案。解决方案中采用了薄膜电容真空计、压力传感器、电动针阀、压力调节阀和真空压力PID控制器,与真空泵和高压气源配合,可在膜材料样品两侧形成准确的真空压差、微压差和高压压差,由此为窗口膜材料的杨氏模量、破裂压力和压力循环测试提供所需的真空压力环境。控制器自带的计算机软件可独立进行上述真空压力控制操作,并可显示和存储整个控制过程中的多个参数随时间变化曲线。[/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 窗口膜是X射线探测器的核心组件之一,其具有真空密封、透过X射线的功能。窗口膜的机械强度和透过X射线能力是决定X射线探测器性能的重要因素。图1所示为X射线探测器结构示意图。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.X射线探测器及其透射窗口,650,241]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304130946305619_2340_3221506_3.jpg!w690x256.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 X射线探测器及其机构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 探测传感器的稳定及可靠运行需要金属外壳密封,外壳顶部的探测端需要集成化的高透过率窗口,此窗口在保证X射线高透射的前提下,还能保证传感器处于高真空环境。高真空环境下工作,传感器可以有效地被冷却到适宜的工作温度,同时能避免了空气对传感器表面污染。因此,端窗膜至少需要承受一个大气压的压力差,这要求膜具有高的机械强度和稳定性。目前常见的窗口膜材料主要有:铍膜、聚合物膜、金刚石膜、氮化硅膜和石墨化碳膜。[/size][size=16px] 为了测试评价窗口薄膜材料的机械强度和稳定性,需要在X光探测器内外真空压力的模拟环境下,测试膜材料的杨氏模量和爆裂强度,并进行多次压力循环考核试验。图2所示为薄膜材料机械性能测试时的真空压力环境示意图。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.窗口膜机械性能测试真空压力分布示意图,500,171]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304130946532094_6847_3221506_3.jpg!w690x236.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 窗口膜性能测试时的真空压力环境示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图2所示测试环境中,薄膜样品片固定在一个金属盘上,金属盘上有一已知直径的小孔。将金属盘固定在真空室上,使样品膜的顶面暴露在大气或正压环境中,底面暴露在真空室的可变压力下,通过控制加载的正压和真空度,可在膜样品量程形成一定的压差。膜样品在不同条件下存在三种状态:无压差自然状态、微压差延展状态和高压耐压状态,三种状态如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.窗口膜压差变形示意图,500,166]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304130947126106_6551_3221506_3.jpg!w690x230.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 窗口膜压差变形示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在不同的压差状态下,需要对X射线窗口膜材料进行以下三项机械性能测试:[/size][size=16px] (1)在微压差状态下,控制膜顶面上的压力为一个标准大气压,膜的底面为变真空状态,使用浅焦平面显微镜物镜或非接触激光位移探测器等装置测量不同真空度下膜样品中心偏差,根据压差和中心偏差所建立的函数,可以测量得到窗口膜的杨氏模量。[/size][size=16px] (2)机械性能测试的另一个重要指标是薄膜的破裂压力,此时需要将膜样品底面的真空控制为一个大气压,而膜样品顶面压力控制为线性变化高压正压。[/size][size=16px] (3)为了考核膜窗口材料的稳定性,还需要进行压力循环测试,即膜样品两侧压差经历循环变化(10000次,绝压101~103kPa)的考核试验。[/size][size=16px] 由此可以看出,在窗口膜机械性能测试中,需要在膜的两侧形成准确的真空压力及其动态变化控制,为此本文提出以下真空压力控制解决方案。[/size][size=16px] 在图2所示测试环境中,薄膜样品片固定在一个金属盘上,金属盘上有一已知直径的小孔。将金属盘固定在真空室上,使样品膜的顶面暴露在大气或正压环境中,底面暴露在真空室的可变压力下,通过控制加载的正压和真空度,可在膜样品量程形成一定的压差。膜样品在不同条件下存在三种状态:无压差自然状态、微压差延展状态和高压耐压状态,三种状态如图3所示。在不同的压差状态下,需要对X射线窗口膜材料进行以下三项机械性能测试:[/size][size=16px] (1)在微压差状态下,控制膜顶面上的压力为一个标准大气压,膜的底面为变真空状态,使用浅焦平面显微镜物镜或非接触激光位移探测器等装置测量不同真空度下膜样品中心偏差,根据压差和中心偏差所建立的函数,可以测量得到窗口膜的杨氏模量。[/size][size=16px] (2)机械性能测试的另一个重要指标是薄膜的破裂压力,此时需要将膜样品底面的真空控制为一个大气压,而膜样品顶面压力控制为线性变化高压正压。[/size][size=16px] (3)为了考核膜窗口材料的稳定性,还需要进行压力循环测试,即膜样品两侧压差经历循环变化(10000次,绝压101~103kPa)的考核试验。[/size][size=16px] 由此可以看出,在窗口膜机械性能测试中,需要在膜的两侧形成准确的真空压力及其动态变化控制,为此本文提出以下真空压力控制解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 根据上述X射线探测器窗口膜材料机械性能测试对真空压力的要求,所设计的真空压力控制系统结构如图4所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=04.X射线探测器窗口膜机械性能测量装置真空压力控制系统结构示意图,690,236]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304130947316561_3586_3221506_3.jpg!w690x236.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图4 真空压力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图4所示的真空压力控制系统中,采用了分体法兰对接密封结构,即顶部和底部法兰通过对接方式将被测窗口膜样品密封夹持在中间位置。其中,顶部法兰提供样品膜上方的高压空间,底部法兰提供样品膜下方的真空空间,并分别配置相应的真空和压力控制装置。通过真空压力控制装置可以精确控制膜样品两侧的压差,为膜样品的机械性能测量提供所需真空压力环境。[/size][size=16px] 真空压力控制系统包括两部分内容:[/size][size=16px] (1)底部法兰真空控制装置:在膜样品下方提供准确可控的真空环境,真空度变化控制范围为绝对压力10~760Torr。采用绝对压力1000Torr量程的薄膜电容真空计测量膜样品下方的真空度,两个电动针阀分别调节进气和排气流量,真空泵进行抽气。真空压力PID控制器采集真空计信号,并根据设定值进行PID比较计算后输出控制信号,由此来自动调节电动针阀使真空度快速达到设定值。[/size][size=16px] (2)顶部法兰高压控制装置:在膜样品上方提供准确可控的高压环境,高压变化控制范围为表压0~1MPa。采用1MPa量程的压力计测量膜样品上方气压,压力调节阀输出所需气压,高压气瓶提供高压气源。真空压力PID控制器采集压力计信号,并根据设定值进行PID比较计算后输出控制信号,由此来自动调节压力调节阀使气压快速达到设定值。[/size][size=16px] 图4所示的真空压力控制系统,可完成窗口膜机械性能测试中的以下三项压差变化控制:[/size][size=16px] (1)杨氏模量的微压差控制:顶部法兰膜样品上方空间保持常压,对底部法兰膜样品下方的空间进行真空度控制,由此在膜样品两侧形成微压差,使膜样品产生变形以提供变形量测量。[/size][size=16px] (2)破裂高压控制:底部法兰膜样品下方空间保持常压,对顶部法兰膜样品上方的空间进行线性高压控制,控制压力从常压开始按照设定速率进行线性升压,并同时记录压力变化曲线。一旦压力升到一定高压产生破裂,则压力测量值会产生突变,由此得到破裂压力值。[/size][size=16px] (3)压力循环控制:关闭进气针阀和全开排气针阀,使底部法兰膜样品下方空间的真空度达到真空泵的抽取极限(如绝对压力1Pa)。然后对顶部法兰膜样片上方空间进行压力交变控制,控制器通过可编程的设定压力程序,使得压力在绝对压力101~103kPa之间周期性交替变化,周期数值可任意设定,如一万次等。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 通过上述真空压力控制解决方案,可实现各种X射线探测器窗口材料机械性能测试中的真空压力准确控制,解决方案具有如下特点:[/size][size=16px] (1)为窗口膜材料多个机械性能参数测试提供相应真空度和高压的准确控制。[/size][size=16px] (2)真空压力控制的整个过程全部自动化,真空压力按照测试要求所输入的设定值进行全自动控制,且具有很高的测量和控制精度。[/size][size=16px] (3)所采用的电动针阀和压力调节阀都具有很高的响应速度,有效缩短了压差稳定时间。[/size][size=16px] (4)真空压力PID控制器配备有相应的计算机软件,通过计算机软件就可独立完成真空压力控制,其中包括参数设置、控制运行、以及控制参数及其随时间变化曲线的自动显示和存储。[/size][align=center][size=16px][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/align]

  • 精密热成型工艺中的正负压力控制解决方案

    精密热成型工艺中的正负压力控制解决方案

    [size=16px][color=#339999][b]摘要:真空压力热成型技术作为一种精密成型工艺在诸如隐形牙套等制作领域得到越来越多的重视,其主要特点是要求采用高精度的正负压力控制手段来抵消重力对软化膜变形的影响以及精密控制成型膜厚度。本文提出了相应的改进解决方案,通过可编程的纯正压控制技术实现软化膜上下压差以及热成型压力的精密调节,在保证产品质量的同时可简化控制系统。[/b][/color][/size][align=center][size=16px] [img=精密热成型工艺中的正负压力控制解决方案,550,292]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305190914248981_6279_3221506_3.jpg!w690x367.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 热成型是一种将热塑性片材加工成各种制品的较特殊的加工方法。在具体成型过程中,片材夹在框架上加热到软化状态,在外力作用下,使其紧贴模具的型面,以取得与型面相仿的形状。冷却定型后,经修整即成制品。热成型方法有多种,但基本都是以真空和压力这两种方法为基础加以组合或改进而成。典型的真空和压力热成型原理如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.真空和压力热成型示意图,550,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305190917007981_2026_3221506_3.jpg!w690x345.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 真空和压力热成型原理示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示,真空成型最大的成型压力为一个大气压,这造成真空成型压力较低,这往往使得受热软化后的热塑材料很难在模具的拐角或坑洼处形成紧密贴合,如图2所示,这会造成整体的成型精度较差。因此,真空成型工艺一般用于对成型精度要求较低的通用性塑料件的生产。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.真空热成型过程中的非紧密贴合现象示意图,550,198]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305190917280643_6456_3221506_3.jpg!w690x249.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 真空热成型过程中的非紧密贴合现象示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 正压热成型在真空(负压)基础上的发展演变而来,正压成型的压力往往可以达到4~5个大气压甚至更高,在压缩空气的正压作用下,贴合度大幅提高,产品外观质量和生产效率有了明显的提高,所以正压形式正逐步在高精度热成型工艺中得到广泛应用,特别是对于成型精密度有很高要求的隐形牙齿矫治器(隐形牙套、透明牙套),正压热成型已经成为一种标准工艺。采用正压热成型机器在3D打印模型上制造隐形牙齿矫正器,可以获得更均匀的塑料层,但产生均匀塑料层的理想正压水平需要根据以下几方面的影响因素进行确定和精密控制:[/size][size=16px] (1)牙模的结构比较复杂,表面沟壑较多,采用正压吸塑热成型工艺很难很好的控制牙套的厚度,要求正压压力控制精度极高。[/size][size=16px] (2)受热的热塑性材料呈软化状态,很容易受到重力影响而造成额外的形变,因此在正压热成型中受热软化片材的变形程度相差极大,必须消除重力带来的变形。[/size][size=16px] 为了解决上述问题,西安博恩生物科技有限公司在其发明专利CN112823761B中提出了正负压热成型工艺,首先控制平衡软化片材上下两侧的压强差,抵消重力带来的变形,然后在热成型时再通过压力变化来精确控制膜片的厚度。此发明专利仅提出了一种真空压力热成型工艺的新概念,并未给出压差和压力精密控制的具体实施方法描述,而具体真空压力控制的具体方式则是实现隐形牙套高精度热成型的关键技术之一。为此,本文针对诸如隐形牙齿矫正器正负压热成型工艺中的真空压力精密控制,提出相应的解决方案,以保证新型正负压热成型工艺的顺利实施。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 在专利CN112823761B中提出的正负压热成型过程如图3所示,固定有膜片的可上下移动的夹持器热成型设备分为上下两个独立的密闭腔室,每个独立腔室的真空和压力需要精密控制,只是真空压力的控制范围不同。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.正负压加热成型过程示意图,385,113]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305190917482920_2081_3221506_3.jpg!w385x113.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 正负压加热成型过程示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在膜片被加热软化和随夹持器向下移动时,底部腔室相对于顶部腔室为正压,即顶部腔室内的压力要大于顶部腔室压力,底部腔室正压托起软化过程中的膜片以抵消重力的影响。[/size][size=16px] 当膜片贴附在牙模上后,撤掉底部腔室压力,并逐渐增大顶部腔室压力,使顶部腔室压力相对于底部腔室压力为正压,由此通过较大的正压压力使膜片与牙模紧密贴合。[/size][size=16px] 通过上述过程可以看出,正负压热成型中的压力控制具有以下两个重要特征:[/size][size=16px] (1)在压差控制阶段,底部腔室压力要始终大于顶部腔室,以托起软化中的膜片减少重力对膜片变形的影响。这种情况下,两个腔室压力都可以是正压,顶部腔室压力不一定非要是真空负压,顶部腔室也可以是正压,但只要底部腔室压力足够大并能形成相应的压差托起膜片极可。[/size][size=16px] (2)在加压贴附阶段,使顶部腔室的压力足够大就可实现软化膜片的紧密贴合,这也意味着底部腔室的压力也不一定非要是真空负压,只要是顶部腔室的压力足够大,底部腔室为常压时也完全能够实现高压贴合。[/size][size=16px] 由此两个特征可以得出结论:所谓的正负压热成型,完全可以只采用正压控制予以实现,但前提是能够精密和可程序控制上下两个腔室的正压压力。[/size][size=16px] 通过上述分析可知,对上下两个腔室进行正压精密控制,通过压差和高压可很好的实现膜片紧密贴合和保证厚度的均匀性,这样可以减少真空控制的环节和相应装置,简化了控制系统。[/size][size=16px] 依此,本文提出的解决方案就是两个腔室的精密正压压力控制解决方案,通过两套压力控制装置分别实现上下两个腔室的压力可编程控制,具体结构如图4所示。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=04.隐形牙齿矫治器热成型精密压力程序控制系统结构示意图,690,321]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305190918023454_1832_3221506_3.jpg!w690x321.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图4 隐形牙齿矫治器热成型精密压力程序控制系统结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 在膜片被加热软化和随夹持器向下移动时,底部腔室相对于顶部腔室为正压,即顶部腔室内的压力要大于顶部腔室压力,底部腔室正压托起软化过程中的膜片以抵消重力的影响。[/size][size=16px] 当膜片贴附在牙模上后,撤掉底部腔室压力,并逐渐增大顶部腔室压力,使顶部腔室压力相对于底部腔室压力为正压,由此通过较大的正压压力使膜片与牙模紧密贴合。[/size][size=16px] 通过上述过程可以看出,正负压热成型中的压力控制具有以下两个重要特征:[/size][size=16px] (1)在压差控制阶段,底部腔室压力要始终大于顶部腔室,以托起软化中的膜片减少重力对膜片变形的影响。这种情况下,两个腔室压力都可以是正压,顶部腔室压力不一定非要是真空负压,顶部腔室也可以是正压,但只要底部腔室压力足够大并能形成相应的压差托起膜片极可。[/size][size=16px] (2)在加压贴附阶段,使顶部腔室的压力足够大就可实现软化膜片的紧密贴合,这也意味着底部腔室的压力也不一定非要是真空负压,只要是顶部腔室的压力足够大,底部腔室为常压时也完全能够实现高压贴合。[/size][size=16px] 由此两个特征可以得出结论:所谓的正负压热成型,完全可以只采用正压控制予以实现,但前提是能够精密和可程序控制上下两个腔室的正压压力。[/size][size=16px] 通过上述分析可知,对上下两个腔室进行正压精密控制,通过压差和高压可很好的实现膜片紧密贴合和保证厚度的均匀性,这样可以减少真空控制的环节和相应装置,简化了控制系统。[/size][size=16px] 依此,本文提出的解决方案就是两个腔室的精密正压压力控制解决方案,通过两套压力控制装置分别实现上下两个腔室的压力可编程控制,具体结构如图4所示。[/size][size=16px] 如图4所示,两套压力控制装置配置完全相同,都是由压力传感器、压力调节阀和真空压力控制器构成,两套装置公用一套高压气源。为了保证高精度压力的程序控制,具体配置如下:[/size][size=16px] (1)压力传感器采用超高精度压力计,压力测量范围为0~0.8MPa(表压),精度为满量程的0.05%。压力调节阀采用数控电子减压阀,外部模拟控制信号0~10V对应的压力调节范围为表压0~0.8MPa,综合精度为满量程的0.2%。[/size][size=16px] (2)压力控制器采用超高精度可编程PID调节器,具有24位AD、16位DA和0.01最小输出百分比,具有PID参数自整定功能,并可设计20条程序曲线进行调用和控制,具有标准MODBUS协议的RS485通讯接口。压力控制器自带计算机软件,通过软件可在计算机上直接对控制器进行设置、运行、过程参数显示和存储。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,本文对相关的正负压热成型工艺进行了分析,特别是针对隐形牙齿矫正器这类高精度热成型制作工艺,本文提出了改进的解决方案,即不采用正负压控制方式,而是采用纯正压控制方式。在具体热成型过程中,通过对上下腔室的压力进行不同的程序控制形成可控压差来抵消重力对受热膜片变形的影响,然后再对上腔室进行高压控制,由此可实现高精度的热成型厚度控制,可大幅提高热成型产品的质量和一致性。[/size][size=16px] 新的解决方案可通过两路压力的精确控制,同样可实现正负压热成型过程中的压力成型功能和精密制作能力,但避开了正压和负压同时控制所造成的装置的复杂性和较高成本,这使得新的解决方案更具有实用性。[/size][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]

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  • 赛默飞电源控制板

    全新原厂赛默飞世尔配件编号:S702279 产品名称:Co ntrol Card, Control, CCS 4460 电源控制板感兴趣的话给我留言吧!热电光源控制板QQ1271240905[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/11/201911222028276530_1635_3413140_3.png[/img]

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